## ANALISIS FONDASI AKIBAT BEBAN DINAMIK MESIN GENSET DI JAKARTA TIMUR DAN TANGERANG
Theodore Seamditia 1 , Hendy Wijaya 2 , Amelia Yuwono 3
1 Program Studi Sarjana Teknik Sipil, Universitas Tarumanagara, Jl. Letjen S. Parman No.1 Jakarta theodore.325180063@stu.untar.ac.id
2 Program Studi Sarjana Teknik Sipil, Universitas Tarumanagara, Jl. Letjen S. Parman No.1 Jakarta hendyw@ft.untar.ac.id
2 Program Studi Sarjana Teknik Sipil, Universitas Tarumanagara, Jl. Letjen S. Parman No.1 Jakarta ameliayuwono@yahoo.com
Masuk: 06-01-2022, revisi: 12-02-2022, diterima untuk diterbitkan: 22-02-2022

## ABSTRACT
The foundation structure is one of the most important structures in a building construction work which is underground. The foundation structure must be able to support the loads above it. Not only static loads but also dynamic loads. In this journal, analysis is carried out due to the dynamic load of the generator engine on the group pile foundation structure which is united with the  pile cap. The dynamic load analysis is calculated using the Lumped Parameter System method then processed using a geotechnical-based program so that it can be obtained how the effects caused by the dynamic load of the generator engine on the pile foundation structure.
Keywords: group pile foundation, dynamic load, geotechnical-based program.

## ABSTRAK
Struktur fondasi adalah salah satu struktur yang sangat penting dalam sebuah pekerjaan konstruksi bangunan yang berada di bawah permukaan tanah. Struktur fondasi harus kuat dalam menopang beban yang berada diatasnya. Tak hanya beban statik namun juga beban dinamik. Pada jurnal ini dilakukan analisis akibat beban dinamik mesin genset pada    struktur  fondasi  tiang  pancang  kelompok  yang  disatukan  dengan pile  cap .  Analisis  beban  dinamik  dihitung menggunakan metode Lumped Parameter System yang kemudian diolah menggunakan program berbasis geoteknik sehingga  bisa  diperoleh  bagaimana  pengaruh  yang  ditimbukan  akibat  beban  dinamik  mesin  genset  pada  struktur fondasi tiang pancang
Kata kunci: fondasi tiang pancang kelompok, beban dinamik, program berbasis geoteknik.

## 1. PENDAHULUAN
Salah  satu  bagian  terpenting dalam  sebuah  pekerjaan  konstruksi  adalah  struktur  fondasi.  Beban  dari  struktur yang berada di atas struktur fondasi serta seluruh beban luar yang bekerja harus dapat ditopang dan disalurkan oleh fondasi ke  lapisan  dan  kedalaman  tanah  tertentu  tanpa  menimbulkan  adanya  penurunan  tanah  yang  berlebihan  ataupun keruntuhan geser pada tanah.
Berdasarkan arahnya, beban-beban yang harus ditopang dan disalurkan oleh fondasi dibagi menjadi dua bagian yakni beban  aksial  dan  lateral.  Beban  aksial  merupakan  beban  vertikal  atau  dapat  diartikan  sebagai  beban  yang  bekerja searah dengan fondasi. Sedangkan beban lateral adalah beban horizontal atau beban yang bekerja tegak lurus dengan fondasi.
Kemudian terdapat pula pengelompokan beban berdasarkan sifat atau cara beban tersebut bekerja terhadap struktur yakni beban  statis  dan  beban dinamis.  Menurut  pengertiannya  beban  statis  adalah beban yang  tetap  baik  besarnya (intensitasnya) maupun titik bekerja dan arah garis kerjanya pun tetap. Lalu untuk beban dinamis adalah beban yang besarnya  (intensitasnya)  berubah-ubah  menurut  waktu  serta  arahnya  pun  dapat  berubah-ubah  secara  cepat. (Lumantarna, 2000)
Beban dinamik juga dapat diartikan sebagai beban yang bekerja secara tiba-tiba terhadap struktur. Pada umumnya beban dinamik bersifat tidak tetap ( unsteady-state ) namun jika beban dinamik tidak diperhitungkan dengan baik dapat
menimbulkan  kerusakan  pada  struktur  fondasi  sehingga  sangat  penting  untuk  dilakukannya  analisis  mengenai pengaruh beban dinamik pada fondasi yang direncanakan.
Menurut (Gazetas, Analysis of Machine Foundation Vibrations: State of The Art, 1983), fondasi yang didesain untuk menahan beban dinamik akibat mesin dapat disebut sebagai fondasi mesin. Tujuan utama dari fondasi mesin adalah untuk membatasi pergerakan pada daerah sekitar mesin yang dapat membahayakan orang yang bekerja di sekitarnya. Respon harmonik dari sebuah fondasi tiang kelompok sesungguhnya dipengaruhi oleh respon dinamik yang dihasilkan oleh setiap individu tiang. (Gazetas & Makris, Dynamic Pile-Soil-Pile Interaction. Part I: Analysis of Axial Vibration, 1992)
Dalam meningkatkan kekakuan dinamik dari fondasi tiang kelompok tidak hanya dengan menambahkan kekakuan setiap tiang saja, melainkan harus diperhatikan juga pengaruh serta defleksi yang ditimbukan antar tiang. (Markis & Gazetas,  1991).  Agar  dapat  menganalisa  terjadinya  beban  dinamik  pada  fondasi,  maka  dapat  digunakan  program berbasis geoteknik. Hasil dari program ini adalah reaksi yang diberikan oleh struktur fondasi yang direncanakan saat beban dinamik tersebut bekerja sehingga dapat terlihat apa saja yang terjadi pada struktur fondasi jika terdapat beban dinamik yang bekerja.
Penelitian  ini  bertujuan  untuk  mengetahui  besarnya  pengaruh  beban  dinamik  mesin genset  terhadap displacement, axial beam force dan bending moment yang terjadi pada tiang dan daerah sekitar tiang. Kemudian dapat diketahui bagaimana kinerja struktur fondasi terhadap beban dinamik serta mengetahui bagaimana pemodelan program berbasis geoteknik untuk tanah serta interaksi struktur dan tanah.

## Meotde Lumped Parameter System
• Dalam program berbasis geoteknik yang digunakan perlu dihitung beban dinamik yang bekerja pada sistem fondasi. Dengan metode ini nilai dari beban dinamik yang bekerja dapat diperoleh sehingga pembebanan pada program dapat dilakukan.
• Metode yang paling mudah diikuti dalam menganalisa beban dinamis adalah dengan menggunakan Lumped Parameter System . Metode ini menganalisa beban dinamis menggunakan massa, pegas dan peredam seperti pada teori getaran, dimana pada metode ini redaman tidak diabaikan. (Irsyam, 2018)
• Tahapan awal dalam metode ini adalah mencari koefisien pegas dengen menggunakan rumus seperti pada tabel 1.
Tabel 1. Equivalent Spring Constants for Rectangular Footings Mode of Vibration Rectangular Footings Vertical 𝐾 𝑧 = 𝐺 1 − 𝑣 . 𝛽 𝑧 . √𝐵. 𝐿. 𝜂 𝑧 Horizontal 𝐾 𝑥 = 2 (1 + 𝑣). 𝐺. 𝛽 𝑥 . √𝐵. 𝐿. 𝜂 𝑥 Rocking 𝐾 𝜑 = 𝐺 1 − 𝑣 𝛽 𝜑 𝐵𝐿 2 𝜂 𝜑
Torsional Tidak ada penyelesaian
(Sumber : Arya dkk, 1979)
Nilai koefisien yang terdapat pada rumus di table 1 adalah nilai dari data tanah yang mengacu pada uji lab. Dengan 𝑘 𝑧 = koefisien pegas akibat gaya arah vertikal, 𝑘 ℎ = koefisien pegas akibat gaya arah horizontal, 𝑘 𝜑 = koefisien pegas akibat momen, 𝐺 = modulus geser, dan 𝑣 = poisson ratio .
• Selanjutnya  dicari  nilai  modulus  geser  berdasarkan  data  tanah  yang  digunakan.  Untuk  memperoleh  nilai modulus geser, digunakan rumus:
𝐺 = 1230 (2.17−𝑒)2 1+𝑒 (𝑂𝐶𝑅) 𝑘 (√𝜎 𝑜 ) (1)
dengan 𝐺 = modulus geser, 𝑂𝐶𝑅 = Over Consolidated Ratio , 𝑒 = void ratio , 𝑘 = koefisien yang nilainya begantung dari nilai indeks plastisitas, 𝜎 𝑜 = tegangan efektif. (Bowles, 1991)
• Untuk menentukan besarnya nilai tegangan efektif, maka digunakan rumus seperti berikut:
𝜎 𝑜 =  0.333(𝜎 𝑣 + 2𝜎 ℎ ) (2)
Mulai Pengumpulan Data Pengolahan Data Input Data Kedalam Program Pemodelan Tanah dan Tiang Pada
Program
Pembebanan
Selesai
Pembebanan Penentuan Boundary Condition Displacement , bending moment , dan axial force
Analisis Hasil dan Pembahasan
Kesimpulan dan Saran
degnan 𝜎 𝑣 = tegangan efektif arah vertikal,, dan 𝜎 ℎ = tegangan efektif pada kedalaman yang ditinjau.
• Setelah didapatkan nilai modulus geser, kemudian dicari nilai frekuensi natural yang dapat diperoleh dari rumus seperti berikut
𝑓 𝑛 = 1 2𝜋 √ 𝑘 𝑚 (3)
dengan 𝑘 = koefisien k pada tabel 1, dan 𝑚 = massa.
• Dari nilai frekuensi natural yang didapat, dihitung besarnya nilai frekeunsi resonansi yang terjadi menggunakan rumus seperti berikut:
𝑓 𝑟𝑒𝑠 = 𝑓 𝑛 . √1 − 2 . 𝐷 2 (4) dengan 𝐷 = rasio redaman pada arah gaya yang bekerja.
• Dalam menghitung besarnya nilai frekeunsi resonansi, besaran koefisien redaman diperoleh menggunakan rumus seperti berikut:
𝐷  = 𝑐 2 √ 𝑘𝑚 (5)
dengan 𝑐 = konstanta redaman pada arah gaya yang bekerja.
• Kemudian dicari nilai amplitudo yang berfungsi untuk mengkontrol hasil dengan rumus seperti berikut:
𝐴 = 𝑀 𝑄𝑜 𝑘 (6)
dengan 𝑄 𝑜 = gaya luar yang berasal dari mesin (ton).
• Sedangkan nilai 𝑀 pada persamaan 6 diperoleh dengan menggunakan rumus:
𝑀 = 1 √(1−𝑟2)2+(2.𝐷.𝑟)2 (7)
dengan 𝑟 = perbandingan frekuensi mesin dengan frekuensi natural.
• Beban dinamik yang diinput kedalam program berupa grafik sinusoidal yang diperoleh menggunakan program lain dengan cara menginput nilai frekuensi yang telah didapat berdasarkan rumus diatas. Untuk beban arah vertikal, horizontal dan akibat rocking diinput secara terpisah..

## 2. METODE PENELITIAN
Penelitian dimulai dengan perngumpulan data, setelah data-data yang dibutuhkan diperoleh maka dilanjutkan dengan pengolahan  data  sehingga  dapat  dimasukkan  ke  dalam  program  berbasis  geoteknik.  Setelah  data  selesai  di  olah, dilakukan pemodelan pada program lalu program di jalankan sehingga diperoleh nilai-nilai yang dibutuhkan untuk analisis. Setelah data didapatkan, dilakukan analisis kemudian dapat ditarik kesimpulan berdasarkan hasil analisa.

## 3. HASIL DAN PEMBAHASAN
Pada awal penelitian dilakukan penurunan parameter tanah sehingga didapat summary data tanah pada kedua data seperti tabel 2 dan tabel 3.
Tabel 2, Summary Data Tanah Jakarta Timur
Tabel 3, Summary Data Tanah Tangerang
Kemudian setelah didapatkan summary penurunan parameter tanah, dilakukan perhitungan amplitudo akibat beban dinamik sehingga didapatkan hasil sebagai berikut
1. Data Tanah Tangerang (Fondasi Tiang)
• Akibat beban dinamik arah vertikal
: 0,000122 mm
• Akibat beban dinamik arah horizontal
: 0,00013 mm
• Akibat beban dinamik rocking
: 0,03624 mm
2. Data Tanah Jakarta Timur (Fondasi Tiang)
• Akibat beban dinamik arah vertikal
: 0,000095 mm
Elevasi (m) Type of Soil Consistency 𝜸 (kN/ 𝒎 𝟑 ) 𝒆 𝒐 𝝓 ( ° ) Su (KPa) OCR E (KPa) Poisson Ratio Plasticiy Index (%) 0-6 Silt Hard 21 0,4 0 170 24 52000 0,2 54,6 6-12 Silty Gravel Medium Dense 19 0,62  41 0 0 28000 0,25 37,28 12-18 Silt Stiff 20 0,48 0 90 4 36000 0,2 39,71 18-24 Coarse Sand Very Dense 21 0,4 44 0 0 54000 0,25 39,71 24-30 Cemented Silt Hard 20 0,4 0 180 3,5 54000 0,2 33,95 30-36 Sand Very Dense 20,5 0,46  40 0 0 42000 0,25 33,95 36-42 Gravelly Sand Very Dense 21 0,42  43 0 0 48000 0,25 30,85 42-48 Silt Hard 21 0,4 0 150 1 52000 0,2 30,85 48-50 Sand Very Dense 21 0,4 44 0 0 54000 0,25 30,85
Elevasi (m) Type of Soil Consistency 𝜸 (kN/ 𝒎 𝟑 ) 𝒆 𝒐 𝝓 ( ° ) Su (KPa) OCR E (KPa) Poisson Ratio Plasticiy Index (%) 0-12 Clay Very Soft 15,371 2,216  16,98  27,365 3,6 11820 0,4 55,03 12-20 Clayey Silt Medium Stiff 16,813 1,28 - 86,691 3,6 39320 0,4 60 20-26 Silty Sand Hard 16,812 1,28 - 80,909 3,6 38110 0,4 60 26-36 Silty Clay Very Stiff 17,034 1,23 - 58,272 1,8 35720 0,4 24,83 36-48 Clayey Silt Very Stiff 17,265 1,23 - 52,761 1,8 30190 0,4 24,83 48-61 Clayey Silt Very Stiff 17,881 1,2 - 59,4 1,8 24660 0,4 41,139
• Akibat beban dinamik arah horizontal
: 0,000126 mm
• Akibat beban dinamik rocking
: 0,04611 mm
3. Data Tanah Jakarta Timur (Fondasi Dangkal)
• Akibat beban dinamik arah vertikal
: 0,000128 mm
• Akibat beban dinamik arah horizontal
: 0,000126 mm • Akibat beban dinamik rocking
: 0,000251 mm
Setelah didapat nilai amplitudo, kemudian beban dinamik dapat diinput kedalam pemodelan pada program berbasis geoteknik sehingga setelah dilakukan analisa menggunakan aplikasi berbasis geoteknik, diperoleh nilai-nilai sebagai berikut
1. Reaksi Fondasi Tiang untuk Tanah Daerah Tangerang
Jenis Beban Displacement (mm) Axial Beam Force (kN) Bending Moment Y (kNmm) Bending Moment Z (kNmm) Beban Statik 8,695 0,953 398,02 627,006 Beban Dinamik Vertikal 1,16 × 10 −4 4,81 × 10 −4 0,0393 0,0412 Beban Dinamik Horizontal 1,39 × 10 −4 1,17 × 10 −4 0,0338 0,0045 Beban Dinamik Rocking 1,93 × 10 −7 2,8 × 10 −10 1,61 × 10 −6 1,99 × 10 −6

## 2. Reaksi Fondasi Tiang untuk Tanah Daerah Jakarta Timur
Jenis Beban Displacement (mm) Axial Beam Force (kN) Bending Moment Y (kNmm) Bending Moment Z (kNmm) Beban Statik 4,528 1,144 47,747 114,145 Beban Dinamik Vertikal 0 0 0 0 Beban Dinamik Horizontal 0 0 0 0 Beban Dinamik Rocking 0 0 0 0 3. Reaksi Fondasi Dangkal untuk Tanah Daerah Jakarta Timur Jenis Beban Displacement (mm) Beban Statik 8,695 Beban Dinamik Vertikal 2,18 × 10 −4 Beban Dinamik Horizontal 2,79 × 10 −4 Beban Dinamik Rocking 0
Alasan tidak adanya nilai yang timbul akibat beban dinamik pada tanah ini dapat dilihat pada lampiran perhitugan, Pada perhitungan beban dinamik di tanah ini sebenarnya hanya diperlukan 2 tiang untuk menahan seluruh beban sistem fondasi, Namun karena di sini digunaka 18 tiang maka nilai yang dihasilkan akan sangat kecil sehingga dianggap 0 (nol),
Selain itu, alasan lain yang menjadi faktor kecilnya pengaruh beban dinamik terhadap reaksi sistem fondasi adalah mesin genset yang digunakan sebagai objek penghasil beban dinamik telah memiliki sistem peredam yang sudah tertanam  pada  alat  itu  sendiri  atau  yang  sering disebut  mesin  genset  tipe silent sehingga  beban dinamik  akibat getaran yang timbul menjadi lebih kecil lagi,

## 4. KESIMPULAN DAN SARAN
Berdasarkan hasil analisis, dapat ditarik kesimpulan dan saran sebagai berikut:

## Kesimpulan
Berdasarkan  penelitian  dan  pengolahan  data  yang  dilakukan  pada  pemodelan  fondasi  dalam,  maka  dapat disimpulkan menjadi tabel seperti berikut:
Lokasi Tanah Jenis Beban Displacement (mm) Axial Beam Force (kN) Bending Moment Y (kNmm) Bending Moment Z (kNmm) Tangerang Statik 8,695 0,953 398,02 627,006 Dinamik 2,5 × 10 −4 5,9 × 10 −4 0,0731 0,0457 S + D 8,6952 0,9536 398,093 627,025 % Statik 99,997% 99,937% 99,982% 99,993% % Dinamik 0,003% 0,063% 0,018% 0,007% Jakarta Timur Statik 4,528 1,144 47,747 114,145 Dinamik 0 0 0 0 S + D 4,528 1,144 47,747 114,145 % Statik 100% 100% 100% 100% % Dinamik 0% 0% 0% 0%
1. Berdasarkan hasil analisis fondasi dalam, dapat diketahui bahwa total displacement , axial beam force dan bending moment akibat beban dinamik pada tanah daerah Jakarta Timur adalah 0 mm dikarenakan tanah tersebut dikategorikan sebagai tanah medium yang memiliki daya dukung lebih besar sehingga sistem fondasi mengalami reaksi yang sangat kecil sehingga dapat dianggap 0 (nol).
2. Reaksi sistem fondasi akibat beban dinamik berupa displacement , Namun besarnya displacemen sangat kecil sekali jika dibandingkan dengan reaksi akibat beban statik.
3. Berdasarkan hasil analisa dapat dilihat bahwa pada tanah Jakarta Timur dapat digunakan fondasi dangkal karena total displacement yang dihasilkan akibat beban dinamik dan statik tidak lebih besar dari 1 inch yakni 25,4 mm, Berikut adalah summary hasil analisa fondasi dangkal pada tanah Jakarta Timur.
Jenis Beban Displacement (mm) Beban Statik 5,819 Beban Dinamik Vertikal 2,18 × 10 −4 Beban Dinamik Horizontal 2,79 × 10 −4 Beban Dinamik Rocking 0 Total 5,8195
4. Telah mengetahui cara pemodelan struktur fondasi pada aplikasi berbasis geoteknik Midas GTS NX.

## Saran
1. Jika akan dilakukan penelitian yang serupa yakni menganalisa pengaruh beban mesin, maka lebih baik digunakan data tanah dengan kategori tanah lunak sehingga nilai yang didapat bisa lebih besar dan mudah untuk dianalisa.
2. Diperlukan studi lebih lanjut untuk jenis mesin genset yang berbeda yakni jenis mesin genset yang bukan tipe silent .
3. Agar hasil yang didapat bisa lebih akurat, dapat digunakan aplikasi berbasis geoteknik lain sebagai pembanding hasil analisis.

## DAFTAR PUSTAKA
Arya, S., O'Neill, M., & Pincus, G. (1979). Design of Structus and Foundations for Vibrating Machines. Houston, Texas: Gulf Publishing Company.
Bowles, J. E. (1991). Analisis dan Desain Pondasi Edisi Keempat Jilid 1. Jakarta: Erlangga.
Gazetas,  G.  (1983).  Analysis  of  Machine  Foundation  Vibrations:  State  of  The  Art. International  Journal  of  Soil Dynamics and Earthquake Engineering, 1983, Vol. 2, No. 1 , 1-39.
Gazetas, G., & Makris, N. (1992). Dynamic Pile-Soil-Pile Interaction. Part I: Analysis of Axial Vibration. Earthquake Engineering and Sturctural Dynamics, Vol. 21 , 145-162.
Irsyam, M. (2018). Mesin, Dinamika Tanah dan Fondasi. Bandung: ITB PRESS.
Lumantarna,  B.  (2000). Pengantar  Analisis  Dinamis  Dan  Gempa. Surabaya:  Lembaga  Penelitian  dan  Pengabdian Kepada Masyarakat Universitas Kristen PETRA Surabaya.
Markis,  N.,  &  Gazetas,  G.  (1991).  Dynamic  Pile-Soil-Pile  Interaction.  Part  II:  Lateral  and  Seismic  Response. Earthquake Engineering and Structure Dynamics, Vol 20 , 115-132.